預應力高強度混凝土管樁靜壓施工加固地基

李玉慧

（南通大學基建處，江蘇南通 226019）

預應力高強度混凝土管樁靜壓施工加固地基

李玉慧

（南通大學基建處，江蘇南通 226019）

預應力高強度混凝土管樁基是學校建筑樁基礎常選用的地基加固形式，采用靜壓法施工，工程造價低，材料損耗小，質量易控制、施工速度快，特別是對周邊環境影響小，無噪音，無污染。筆者以學校理科教學樓選用的預應力高強度混凝土管樁靜壓施工加固地基為例，詳盡介紹了整個施工過程，為今后同類工程建設提供一定的借鑒。

地基 管樁 靜壓施工 效益

1　工程概況及地質情況：

南通大學理科教學樓建筑面積30725平方米，包括教學樓三幢及連廊，1#教學樓地上5層，建筑高度21米，2#教學樓地上6層，建筑高度23.1米，3#教學樓地上11層，建筑高度43.2米，鋼筋混凝土框架結構，抗震設防烈度7度。理科教學樓位于南通大學主校區，場地處于長江下游三角洲平原北翼，地表形態單一，勘探深度范圍內地層除表層填土外，其余屬長江沖積層。工程勘察報告描述如下：

（1）層雜填土：雜色，松散不均，以建筑垃圾及粉土、粉質粘土為主。層厚0.90～3.40米；

（2）層素填土：雜色，松散~稍密，以粉質粘土、粉土為主要成分，局部含建筑垃圾、植物根莖。層厚0.60～1.80米；

（3）層粉土夾粉質粘土：黃褐~青灰色，稍密，很濕，含鐵錳質斑痕。搖振反應中等，無光澤反應，干強度低~中等，韌性低~中等。層厚2.90～4.20米；

（4）層粉砂夾粉土：青灰色，中密，飽和，含少量云母碎片。層厚3. 50～5.00米；

（5）層粉土：青灰色，很濕，中密。含少量云母碎片。搖振反應中等，無光澤反應，干強度低，韌性低。層厚0.90～1.50米；

（6）層粉砂：青灰色，飽和，中密。層厚3.00～5.50米；

（7）層粉土夾粉砂：青灰色，很濕，中密。粉砂飽和，中密，搖振反應迅速，無光澤反應，干強度低，韌性低。層厚2.10～4.90米；

（8）層粉砂：青灰色，飽和，中密，局部夾細砂。層厚15.00～15.70米；

（9）層粉砂—細砂：灰色~青灰色，飽和，中密~密實，含云母和貝殼碎片。該層土未鉆穿。

勘察深度范圍內各層土層位穩定。地基土均勻性較好，場地穩定性良好。

2　樁基選用

理科教學樓位于南通大學主校區東區，東側為范曾藝術館，西側為逸夫教學樓，北側為學生公寓，南臨一條校園內主干道。根據過去樁基施工經驗，由于樁基施工震動劇烈，噪音較大，既對周圍建筑物造成傷害，也對學校教學和學生生活造成影響，易引起教師和學生不滿情緒，影響教學科研、生活質量，還在經濟上造成不必要的直接損失和間接損失。

根據本工程巖土工程勘察報告，設計單位通過設計方案比較，最后選定采用預應力高強度混凝土 管樁（PHC管樁）基礎，靜壓法施工。靜壓PHC管樁施工就是利用大噸位壓樁機對PHC管樁加力，克服樁與土之間的摩擦力，使樁達到設計要求的承載力和設計標高，使樁周圍土層密實，提高地基強度，改善土質性質。同時，靜壓樁適合冬、雨季施工，施工過程中無振動，無噪音，對環境無污染，對周圍建筑物影響很小。

本工程采用預應力高強度混凝土管樁共751根，樁徑500，管型為PHC-500-AB-125，樁長12m、20m。

3　施工準備

（1）施工場地內地上、地下、空中障礙物須清除，地面必須碾實壓實，強度不夠須加填碎石并壓實，場地應開挖排水溝，有組織排水，無積水，場地內外道路滿足運輸承載力，運行方向合理，施工用水、電、通信線路接至現場，保證暢通無阻。

（2）根據測繪單位提供的水準點和設計施工圖，設置平面控制網，按水平放線定位，對每根樁位進行編號，避免漏樁。

（3）施工機具的檢查和人員的匹配。本工程采用ZYJ1060T靜力壓樁機一臺套，機械設備證書齊全，配重合理，垂直度準確，機械易損件現場應有備件，以便損壞時及時更換，從而不影響施工進度。項目經理、五大員、17名施工人員匹配到位，崗位證書齊全，進行施工技術交底，責任明確，確保施工質量。

4　工藝流程和壓樁流程

靜壓樁的工藝流程：測量放線、樁定位、打樁機就位、驗樁、樁起吊、就位、豎樁與插樁、垂直度控制、壓樁、接樁、送樁、施工記錄。

根據現場的實際情況及周邊環境要求，合理安排施工順序，盡量減少對道路的影響。壓樁順序遵循先壓道路管線側一排樁，這樣可以起隔斷的作用，減輕壓樁施工對道路的擠壓；條形基礎隔樁跳打，由外向內試壓，承臺獨立柱基，樁位在6根以下的可循樁中成對稱施壓，樁位8根的承臺宜先中間后周邊對稱施壓，以減小土體擠壓樁位偏差的影響。

壓樁過程中，記錄人員必須及時、認真做好原始資料記錄、整理工作，樁位編號，隨壓隨填，以免發生差錯，每換班打樁前后，都要核對樁位、樁數以防錯壓和漏壓，準確記錄每根樁入土深度和壓力表讀數的，做到樁樁有檔案。

5　質量控制

（1）預應力高強度混凝土管樁的質量是整個樁基工程施工質量的基礎。PHC管樁應按總平面布局堆放在施工場地的合理位置，易單層堆放，多層堆放時不得超過二層。質檢人員嚴格按設計圖紙、圖集和規范對進場的PHC管樁驗收，首先檢查樁外觀應無粘皮、無麻面、無漏筋、無漏漿、無磕損、無裂縫、無露筋、無斷筋、無脫頭，樁端面平整，樁套箍無凹陷，樁內表面無砼塌落、內壁無浮漿。其次，用儀器檢測允許偏差： 樁徑±5mm，管壁壁厚±5mm，樁尖中心線＜2mm，樁體彎曲＜1/1000L，頂面平整度10mm。不合格產品嚴禁在工程中使用。

（2）試樁是保證樁基工程質量的關鍵。通過試樁，能進一步探明地質情況，了解壓樁力與承載力的關系，了解施工過程中遇到的各種問題和反常情況。通過實踐來校核擬定的設計、壓樁方案、保證質量措施和壓樁技術要求，進一步優化方案，以便更好地降低工程造（3）樁的垂直度控制。為了保證樁的垂直度，樁架應平穩，樁身必須垂直。當樁尖進入土層500mm后，用兩臺互成90o的經緯儀調整樁機樁架處于垂直位置，然后再調整首節樁的垂直度，垂直度偏差不應超過樁長0.5%，即可壓樁，在壓樁過程中進行跟蹤監測。如果發生超差，應拔出管樁，以砂土回填后再進行施工，不允許采取強扳的方法進行快速糾偏，而將樁身拉裂、折斷。樁身的不垂直沉入，偏心受力容易將樁體壓碎裂而降低樁體承載力。

價。因為本工程占地面積較大，工程量大、樁數量多，又是靜壓法施工，所以，設計單位根據規范要求必須先試樁，試樁根數為7根（1#樓2根、2#樓2根、3#樓3根），采用靜載荷試驗。根據巖土工程勘察報告，選擇能代表工程地質的樁位，由有資質的檢測單位進行試樁，試樁要做的詳細記錄，測出樁的承載力、壓樁時間，精確地測量出貫入深度，根據試樁結果，由勘察、設計單位制定終止壓樁條件。

（4）樁頂標高控制。送樁桿送樁時，施工人員應根據設計要求計算好送樁深度，并在送樁桿上做好醒目標志，當至距設計標高1m左右時，減小送樁速度，觀測送樁情況，達到設計標高時停止送樁。送樁過程中如有異常情況，應立即報告勘察、設計單位，采取有效措施補救，保證樁的承載力。樁頂標高允許偏差±50mm。

（5）壓樁力的控制。樁機組裝調試正常后，根據試樁情況，觀察土質情況，校核壓樁力系數。當壓樁力超過壓樁力系數較多時，基本達到壓樁機滿荷載值，接近樁身強度時，可終止壓樁。如終壓力不能滿足設計要求，應立即采取措施送樁加深處理或補樁。

6　質量檢測

為了保證工程質量，嚴格按施工圖設計和施工規范要求，必須對靜壓樁進行單樁豎向（抗壓）靜荷載試驗和樁基低應變動力檢測，按照《建筑樁基檢測技術規范》中的有關條款進行測試，并對測試結果進行分析確定。本工程所有檢測的樁基都能滿足設計要求的承載力和樁頂標高，符合設計要求，樁基工程一次驗收合格，為主體優質結構工程打下基礎。

7　綜合效益分析

（1）采用預應力高強度混凝土管樁與其它樁基工程（灌注樁、夯擴樁）比較造價低，材料損耗小，質量可靠，施工速度快，在工程質量、工期、社會效益等方面有明顯的優勢，值得在學校的基礎工程上使用。理科教學樓工程造價253.89萬元。

（2）靜壓管樁施工噪音很小，不受季節影響，可連續作業，縮短工期。理科教學樓施工工期僅用53天。

（3）靜壓管樁施工場地幾乎無噪音，周圍環境不受聲、震、泥漿、灰塵影響，保證學校教師和學生的正常教學科研和生活，對建設方來說，減少一筆巨大的開支，從而降低工程造價。

（4）施工時，施工人員根據儀表讀數能及時掌握壓樁力和送樁深度的情況，了解每根樁的施工情況。遇特殊情況，能及時采取補救措施，保證樁基的質量。